14 倍地球密度的行星，放射性元素星球？

上回我们介绍了像棉花糖一样蓬松的行星，以及目前已知的密度最小的系外行星。每立方厘米不到 0.1g 的密度使它成为当之无愧的“气态行星”。

密度低的行星我们已经见识过了，那密度高的行星能有多高呢？

因为这个系列我们的主题是系外行星，所以白矮星、中子星这些恒星残骸就不提了。毕竟这些天体不属于行星。作为恒星它们原本的质量相对行星要大得多，坍缩后的密度也高得离谱，和行星差了不知道多少个数量级。

平时说行星的密度一般都是每立方厘米多少多少克，但白矮星的密度是每立方厘米多少多少公斤甚至是多少吨，中子星的密度更是达到了每立方厘米上亿吨。而迄今为止已发现的系外行星中，密度最大的要数开普勒-131c，密度只有 78g/cm³，与那些致密的恒星残骸相比简直不值一提。

开普勒-131c 是一颗距离我们大约 750 光年，由开普勒望远镜发现的一颗 8.25 倍地球质量的系外行星。8 倍地球质量，说明它属于超级地球。但是作为一颗超级地球，虽然质量大，但它的个头只有地球的 60%，所以它应该有着极高的密度。

虽然它的密度不能和白矮星、中子星这些致密星相比，但是对于一个行星来说，78g / cm³ 的密度已经非常夸张了。

之前说过，地球作为太阳系内密度最大的行星，平均密度大概 5.5g/cm³。即使在内核部位，密度估计也就十几克每立方厘米。

要知道黄金的密度也才 19.32g / cm³，所以哪怕星球是个大金疙瘩，它的密度也不过只有开普勒-131c 的 1/4。

那这颗星球会不会由密度更大的元素构成的呢？

可是即使翻遍元素周期表，除去人造元素，金属锇（Os）是目前能够找到的自然界天然存在的密度最大的元素，而它的密度也才 22.59g/cm³。

大体上来说，密度越大的元素通常越是稀有。所以锇元素是地壳中最稀有的元素之一，含量仅有千亿分之五。即使在宇宙中，锇元素的占比估计也只有千亿分之六十，因此锇可以说是全宇宙最稀有的元素之一。可是即使某个星球完全由锇构成，那它的密度也只有 78g / cm³ 的 1/3，可见开普勒-131c 是种什么样的存在。

那人造元素有没有可能达到这个密度呢？

首先，人工制造超重元素通常需要借助粒子对撞机，通过极高的能量把两个原子核强行摁到一起。比如目前人工获得的密度最大的元素金属𬭶（Hs），它就是用铁原子核高速撞向铅目标而得到的，密度可以达到 41g/cm³，几乎是锇的两倍。

但是这种元素通常都具有放射性，非常不稳定，半衰期极短，通常只有几毫秒。即使是相对稳定的同位素，它的半衰期也就十几秒。其实现实中很多类似的人造元素目前都只能搞出来几个原子，而且立马就衰变了，想获得一块稳定的𬭶物质几乎是不可能的。

这么来看的话，你说开普勒-131c 是一个完全由这种放射性元素构成的星球，这个可能性有没有？只能说：有，但实在不多。

如果先不考虑放射性的问题，假如它的密度真这么大的话，到这样一个星球上会是种什么样的体验呢？

首先，对于半径差不多但密度如此高的星球来说，它上面的重力应该比地球大得多。如果忽略自转等影响，仅代入重力加速度公式简单算下可以看出，这样一个星球的重力加速度大约是地球的 11.7 倍。

g = GM/r^2

8.25/0.84^2 ≈ 11.7g

将近 12 个 g 的重力加速度是个什么概念？

处于高 g 环境时人体的血液会被压向一边，时间稍长不仅体内组织会缺氧，同时还会有毛细血管破裂等风险。普通人在 3 个 g 的环境下稍久一些就可能会昏迷，即使是训练有素的战斗机飞行员，如果在超过 8 个 g 的环境下持续十几秒，同样有失去意识的风险。

但是到了这个星球，你将不得不长时间地承受 12 个 g 的重力加速度。这相当于一个原本 80 公斤的人突然需要承受将近一吨的体重。

除了重力人类很难承受外，开普勒-131c 上的温度也十分恶劣。它的母恒星（开普勒-131）是一颗 G 型主序星，无论个头还是质量几乎和我们的太阳一模一样。而开普勒-131c 与恒星的距离只有大约 0.17 个天文单位（AU），差不多是水星到太阳的一半。所以在这个星球上，只要是阳光直射的地方，那必定会是好几百摄氏度的高温。不过假如它像水星一样也缺少大气层，它的背面应该会非常“凉爽”，零下一两百摄氏度应该不成问题。

其实在开普勒-131c 的轨道内测，还有另一颗行星开普勒-131b。

不过这颗行星的密度就没有那么离谱，每立方厘米大约只有 6g 左右，看起来和地球差不太多。不过作为一个具有 16 倍地球质量的超级地球，它的密度也着实不低。正常情况下，超过 10 倍地球质量的行星通常会是类似海王星那样的气态行星，而非高密度的岩质行星。

可是这些星球真有这么高的密度吗？尤其是像开普勒-131c 这种，假如密度真的那么高，那组成它的物质如果不是放射性元素的话，那会是什么呢？难道它的一部分内核已经成了白矮星那样的电子简并态？可是以它的质量，完全没有理由啊。

其实关于系外行星特征的估算，通常误差都比较大，尤其是开普勒-131c 这种观测数据不是很充分的情况。它虽然估计有 8.25 个地球质量，但是这个数据同时也有着 ±5.9 个地球质量的误差。而密度方面虽说是 78g/cm³，但是误差也达到了 ±55g。

可是细想一下，就算我们满打满算真的多算了 55g，减掉后它的密度依然高达 23g / cm³，仍然和金属锇一个级别。再考虑到密度的不均匀性，内核部位的密度肯定会大一些，所以这个星球到底是由什么物质构成的，仍然很难解释。

但是话说回来，毕竟宇宙之大，只要不违背自然规律，再离奇的事情都可以认为是合理的。

本文来自微信公众号：Linvo 说宇宙 （ID：linvo001），作者：Linvo

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